161642. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a mangánelektrolizis nyerstápoldatának előállítására
161642 padék szűrhetőségi viszonyait mégis az először kivált, viszonylag kis mennyiségű kocsonyás csapadék determinálja. Ez a felismerés tette lehetővé az elektrolitmangán önköltségének jelentős csökkenését eredményező új technológia kidolgozását. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a lúgzóoldat szabadkénsav-tartalmát csak részlegesen közömbösítjük karbonátos mangánérc beadásával, míg az oldat pH-ja legfeljebb 1,7, de célszerűen 1,6 értékre be nem állt, majd a szilárd meddőről leszűrt oldat pH-ját egy második lépésben ammóniagáz vagy ammóniumhidroxidoldat bevezetésével állítjuk be legfeljebb 8, célszerűen 7,8 értékre, és a második lépésben kiejtett, az elválasztott szilárd maradványokhoz képest kis mennyiségű csapadékot külön berendezésben választjuk el az oldattól. A részleges közömbösített oldatnak a szilárd meddőtől való elválasztására például vákuumdobszűrőt, szűrőprést stb. alkalmazunk. A második lépésben kiváló csapadék a szűrési problémákat okozó foszfátvegyületeken, továbbá a ferrihidroxidon kívül magában foglalja a savanyú lúgzás alatt oldatba került ritka fémek vegyületeit is. A csapadék nagyon rosszul szűrhető, de mivel mennyisége viszonylag kevés (általában 5—10 g szilárd/liter oldat), ülepítő centrifugán egyszerűen és gazdaságosan elválasztható az oldattól. A csapadékot a ritka fémek kinyeréséhez, az oldatot pedig a mangánelektrolízist megelőző szokványos lúgtisztítás műveletéhez osztjuk be. Amennyiben a mangánércek lúgzását a mangánelektrolízisből visszajáró anolittal végezzük és a teljes körfolyamat ammóniavesztesége kisebb annál, amennyi a részleges közömbösítés után a szilárd meddőről leszűrt oldat teljes semlegesítéséhez szükséges, a találmány szerint úgy is eljárhatunk, hogy a második szakaszban az ammónia beadagolása előtt még kevés karbonátos mangánércet vagy más, kénsavat fogyasztó mangánvegyületet adagolunk olyan mennyiségben, hogy az oldatban csak annyi szabad kénsav maradjon, amennyi az elektrolízis körfolyamatából veszteségként távozó ammóniumszulfát mennyiségével egyenértékű. A lúgzás és semlegesítés műveleteit célszerűen felemelt hőmérsékleten, előnyösen 50—60 °C-on hajtjuk végre. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal magyarázzuk meg közelebbről. 1. példa A kísérletekhez felhasznált őrölt karbonátos mangánérc légszáraz állapotban átlagosan 17,87% Mn-t tartalmazott. A lúgzóoldatban literenként 97,6 g H2 S0 4 és 130 g (NH 4 ) 2 S0 4 volt. 1 liter lúgzóoldathoz 200 g őrölt ércet adagoltunk keverés közben 50—60 °C hőmérsékleten. Háromórás keverés után az oldat pH-ja 1,5 lett. Az oldatot vákuumszűrőn választottuk el a szilárd maradványtól. Mennyiség Mn-tartalom Mn ml g/l g 10 15 20 25 30 35 40 Szűrlet 5 Mosóvíz 850 2300 32,00 2,24 27,2 . 5,15 Oldódott Mn összesen 32,35 g A Mn-kioldás hatásfoka V 32,35 35,74 ,- = 0,905 A kimosott és 105 °C-on megszárított lúgzási maradvány súlya 113 g. Gondos leszívatás után a szűrőlepény 120 ml oldatot tart vissza. 2. példa Az érc összetétele azonos az első példában leírtakkal, a lúgzóoldatban literenként 85,5 g H2 S0 4 és 130 g (NH 4 ) 2 S0 4 volt. Hat párhuzamos kísérletben 1—1 liter lúgzóoldathoz 50—60 °C hőmérsékleten keverés közben különböző mennyiségű őrölt ércet adagoltunk, majd háromórás keverés után meghatároztuk az oldatok pH-ját, valamint az oldódott mangánnak az érccel bevitt mangán százalékában kifejezett mennyiségét. Oldat pH-ja Oldódott Mn, % 1,2 94,5 1,6 88,4 1,9 83,0 2,4 81,8 4,75 77,0 4,85 66,0 3. példa A lúgzás körülményei azonosak az 1. példában 45 leírtakkal. A vizsgálat tárgya a savanyú (pH = 1,5) szűr let ammóniás semlegesítésekor kieső csapadék. A savanyú szűrlethez 50—60 °C hőmérsékleten keverés közben a pH folyamatos műszeres ellen-50 őrzése mellett 153 g NH3 /liter töménységű ammóniumhidroxid-oldatot adagoltunk. Az egyik kísérletsorozatban a zagy pH-ját 6,3, a másikban pedig 8 értékre állítottuk be. A leszűrt, kimosott és 105 °C-on megszárított csapa-55 dékok súlyát lemértük, majd meghatároztattuk az egyes csapadékok ritkafém-tartalmát. A vizsgálatok eredményét 1 liter savanyú (pH = 1,5) kiinduló oldatra vonatkoztatva adjuk meg. 60 I. csapadék II. csapadék Zagy pH-ja 65 Csapadék súlya, g 6,3 5,11 8 13.3
